(57)【要約】【課題】  噴霧キャピラリー先端が破損し難い構造を有するLC／MSインターフェースに関して、一般のユーザーでも操作性が高く、分離バンドの拡大、及び、検出感度の低減を抑制した、高分離高感度分析可能なLC／MSインターフェースを提供することである。【解決手段】  分離カラムと噴霧キャピラリーとを結合する穴の空いた金属性部材、短い噴霧キャピラリーの上流側を固定する樹脂部材が用いられる。さらに操作性向上のために、ガス噴霧を用いたスプレーイオン化法が用いられる。【選択図】  図１
2005135781.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料を輸送するポンプと、
前記試料を輸送するための管と、
前記管から輸送される試料が導入される噴霧管と、
前記管を支持する金属性部材と、
前記噴霧管を支持する樹脂部材と、
前記噴霧管から噴霧されるイオンの質量分析を行う質量分析部と、
前記質量分析部の分析結果を処理する情報処理部とを有し、
前記樹脂部材は前記噴霧管の試料導入端の開口面を除いた外周面と密着し、かつ前記金属性部材と少なくとも一部を接して設置され、
前記管の試料導出端は前記噴霧管の試料導入端の近傍に位置することを特徴とする質量分析装置。
【請求項２】
前記樹脂部材は、前記噴霧管を挿入する穴を有し、前記穴には前記噴霧管に沿うテーパーが設けられることを特徴とする請求項１に記載の質量分析装置。
【請求項３】
前記樹脂部材と前記金属性部材とは、固定持具で固定されることを特徴とする請求項１に記載の質量分析装置。
【請求項４】
前記管の中心軸と前記噴霧管の中心軸とは、実質的に１の直線上にあることを特徴とする請求項１に記載の質量分析装置。
【請求項５】
前記樹脂部材の中心軸と前記金属性部材の中心軸とは、実質的に１の直線上にあることを特徴とする請求項１に記載の質量分析装置。
【請求項６】
試料を輸送するポンプと、
前記試料を輸送するための管と、
前記管から輸送される試料が導入される噴霧管と、
前記管を支持する金属性部材と、
前記金属性部材を収めるハウジングと、
前記噴霧管を支持する樹脂部材と、
前記噴霧管から噴霧されるイオンの質量分析を行う質量分析部と、
前記質量分析部の分析結果を処理する情報処理部とを有し、
前記管の試料導出端は前記噴霧管の試料導入端の近傍に位置し、
前記ハウジングと前記樹脂部材とは、嵌合されていることを特徴とする質量分析装置。
【請求項７】
前記樹脂部材は凹凸部を有し、凹凸の一方で前記ハウジングの少なくとも一部に接し、凹凸の他方で前記金属性部材の少なくとも一部に接することを特徴とする請求項６に記載の質量分析装置。
【請求項８】
前記樹脂部材と前記金属性部材とを固定するための第１の固定持具と、押え部材と、前記押え部材と前記ハウジングとを固定するための第２の固定持具とをさらに有することを特徴とする請求項６に記載の質量分析装置。
【請求項９】
試料を輸送するポンプと、
前記試料を輸送するための管と、
前記管から輸送される試料が導入される噴霧管と、
前記管を支持する第１の支持部材と、
前記噴霧管を支持する第２の支持部材と、
前記噴霧管から噴霧されるイオンの質量分析を行う質量分析部と、
前記質量分析部の分析結果を処理する情報処理部とを有し、
前記第２の支持部材は前記第１の支持部材よりも硬度の低い素材で形成され、
前記管の試料導出端は前記噴霧管の試料導入端の近傍に位置することを特徴とする質量分析装置。
【請求項１０】
前記管は分離カラムもしくはキャピラリーであることを特徴とする請求項１、請求項６、もしくは請求項９に記載のイオン源。
【請求項１１】
前記管は固定化持具によって前記金属性部材に固定されることを特徴とする請求項１、請求項６、もしくは請求項９に記載の質量分析装置。
【請求項１２】
前記管の少なくとも一部を収めるスリーブをさらに有することを特徴とする請求項１、請求項６、もしくは請求項９に記載の質量分析装置。
【請求項１３】
前記管は、前記管の試料導出端の外径より小さい内径を有する前記金属性部材の開口部と接して設置され、
前記管の試料導出端と前記噴霧管の試料導入端とは、前記金属性部材の開口部を介して配置されることを特徴とする請求項１、請求項６、もしくは請求項９に記載の質量分析装置。
【請求項１４】
前記噴霧管の長さは１ｍｍ程度以上５０ｍｍ程度以下であり、
前記樹脂部材は、前記金属性部材に設けられた嵌め込み部に少なくとも一部を接して設置され、
前記管の試料導出端と前記噴霧管の試料導入端は、前記嵌め込み部の内側の近接位置にあることを特徴とする請求項１、請求項６、もしくは請求項９に記載の質量分析装置。
【請求項１５】
前記噴霧管の前記樹脂部材の外部に位置する部分の長さが、０．１ｍｍ程度以上５０ｍｍ程度以下であることを特徴とする請求項１、請求項６、もしくは請求項９に記載の質量分析装置。
【請求項１６】
前記開口部は、前記試料の主な流れ方向における長さが０．０１ｍｍ程度以上０．５ｍｍ程度以下の範囲であることを特徴とする請求項１３に記載の質量分析装置。
【請求項１７】
前記樹脂部材の少なくとも一部に接し、かつ前記噴霧管の試料導出端の近傍に位置する金属カバーをさらに有することを特徴とする請求項１、請求項６、もしくは請求項９に記載の質量分析装置。
【請求項１８】
開口端が前記噴霧管の近傍に位置するガス導入手段をさらに有することを特徴とする請求項１、請求項６、もしくは請求項９に記載の質量分析装置。
【請求項１９】
前記ポンプおよび前記管の各々に繋がるキャピラリーと、前記キャピラリーと前記管とをつなぐためのユニオンとをさらに有することを特徴とする請求項１、請求項６、もしくは請求項９に記載の質量分析装置。
【請求項２０】
試料を輸送するための管と、
前記管から輸送される試料が導入される噴霧管と
前記管を支持する金属性部材と、
前記噴霧管を支持する樹脂部材と、
前記噴霧管の前記樹脂部材の外部へ突出する部分を内包するカバーとを有し、
前記樹脂部材は前記噴霧管の試料導入端の開口面を除いた外周面と密着し、かつ前記金属性部材と少なくとも一部が接して設置され、
前記管の試料導出端は前記噴霧管の試料導入端の近傍に位置することを特徴とする質量分析用部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体混合物を分離分析する液体クロマトグラフ／質量分析装置（LC／MS）に関係し、特に酵素消化などの前処理を施された生体関連物質混合液をオンライン分析するタンパク質解析（プロテオーム解析）システムや糖鎖解析（グライコーム解析）システムに関する。これら生体関連物質分析分野では、極微量サンプルを分離分析することが重要視される。
【背景技術】
【０００２】
LC／MSは、微量生体サンプルの分析に用いられてきた。しかし、サンプルが微量化するに従い、LC（液体クロマトグラフ）での高分離（高濃縮）、及び、LC／MSインターフェースでのイオン化効率向上が重要視されるようになった。インターフェースのイオン化技術には、エレクトロスプレーなどの噴霧イオン化法が適用され、液体流量が低い程、イオン化効率は向上する傾向があることが知られる。エレクトロスプレーイオン化法に関する記述は、例えば、非特許文献１に記載されている。エレクトロスプレーイオン化法を用いたインターフェースでは、噴霧キャピラリーに導入される液体と、質量分析計のイオン取り込み口（金属製の細孔）との間に、数ｋＶ程度の高電圧を印加する。噴霧キャピラリー先端部の液体からは、帯電した微細液滴が質量分析計のイオン取り込み口に向かって飛び出し、蒸発効果により帯電微細液滴から気体状イオンが生成される。一方、LCでの液体流量の低減と高分離とは両立が可能である。そのため、液体流量がナノリットルレベルの低流量でLC分離するナノLCと、低流量で高効率イオン生成が可能であり小型の構成からなるナノスプレーなどの噴霧イオン化法に基づく新しいインターフェースが使用されるようになった。ナノスプレーに関する記述は、例えば、非特許文献２に記載されている。ナノスプレーを用いたインターフェースでは、先端が細くなった噴霧キャピラリーが用いられる。ナノスプレーは、エレクトロスプレーの噴霧キャピラリーを微細化したものであり、イオン生成原理は同一と考えられている。ただ、噴霧キャピラリー先端に露出する液体の表面積が大きいと、液体流量と噴霧キャピラリー先端での蒸発量とが同等となり、イオン化が不安定化あるいは停止する。この問題は、液体流量が低くなるほど顕著となり、噴霧キャピラリーの先端のサイズは、流量の低減に対応して微細化する必要があった。そのため、ナノスプレーの噴霧キャピラリーは、先端のサイズがミクロンオーダーであることが要求されることが多く、石英やガラス製であることが多い。金属製のものは、加工の問題により、先端サイズが３０ミクロンより大きいのが現状である。従って、２００ナノリットル／分以下の極低流量では、石英やガラス製の噴霧キャピラリーが使用されることが多い。
【０００３】
特許文献１には、先端が細くなった噴霧キャピラリーにLCの分離カラムを充填したカラム統合LC／MSインターフェースに関する記述が見られる。この構成では、分離カラム末端と噴霧キャピラリー先端とが殆ど一致している。そのため、LCカラムで分離された溶出液が、拡散の影響を殆ど受けずに、噴霧される。その結果、高分離（高濃縮）されたサンプルを効率良くイオン化し、質量分析計で分析することができる。また、非特許文献３には、石英製噴霧キャピラリーに、先ず逆相カラムを充填し、次にイオン交換カラムを充填した例が記載されている。この例では、移動相液体の組成を変更することにより、二次元のLC分離を簡単なシステムで実現させることができる。イオン化には、噴霧イオン化法の一種であるエレクトロスプレーイオン化法が用いられることが多い。
エレクトロスプレーイオン化法では、噴霧キャピラリー先端部の液体と質量分析計のイオン取り込み口との間に高電圧を印加する必要がある。そのため、金属製ユニオン（図２参照）に噴霧キャピラリーを固定し、金属製ユニオンに電極を設置することが多い。移動相液体には蟻酸などの酸が添加されているので、金属製ユニオンと噴霧キャピラリー先端部の液体とは電気的な導通がある。そして、上流側のキャピラリーからポンプシステムにより移動相液体が一定流量で、金属製ユニオンに導入され、噴霧キャピラリーに導入される。
これまで述べたような分離カラムを統合した噴霧キャピラリーは、しばしば交換する必要が生じる。その理由は、１）先端部では液体蒸発により不揮発成分が析出し、噴霧キャピラリーを詰まらせることがある、２）分離カラムがサンプル由来の成分により目詰まりを起こす、３）分離カラムが汚染される、ためである。ところが、噴霧キャピラリー自体は石英やガラス製であることが多く、噴霧キャピラリー先端はミクロンオーダーのサイズであり非常に破損し易い。実際に、噴霧キャピラリー交換時に、キャピラリー先端部が何者かに接触するだけで、先端部は破損する。破損したキャピラリーは、使用することができない。そのため、噴霧キャピラリーの交換には、細心の注意が必要である。
そこで、図２に示すように、噴霧キャピラリー２と分離カラム１を別物とし、金属製ユニオン３で結合させる試みも行われている。例えば非特許文献４にこの構成を用いた例が挙げられている。この構成では、金属製ユニオン３と質量分析計イオン取り込み口（図示せず）との間に、高電圧を印加し、イオン生成を行う。
【０００４】
【非特許文献１】Analytical Chemistry, Vol. 65, 1993, pp. 972A-986A（アナリティカル  ケミストリー、第６５巻、第９７２Ａ項から第９８６Ａ項、１９９３年）
【０００５】
【非特許文献２】International Journal of Mass Spectrometry and Ion Processes, Vol. 136, 1994, pp. 167-180（インターナショナル  ジャーナル  オブ  マス  スペクトロメトリー  アンド  アイオン  プロセシーズ、第１３６巻、第１６７項から第１８０項、１９９４年
【非特許文献３】Nature Biotechnology, Vol. 17, 1999, pp. 676-682（ネイチャー  バイオテクノロジー、第１７巻、第６７６項から第６８２項、１９９９年）
【非特許文献４】Analytical Chemistry Vol. 74, 2002, pp. 4725-4733（アナリティカル  ケミストリー、第７４巻、第４７２５項から第４７３３項、２００２年）
【特許文献１】米国特許公報第５５７２０２３号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
先述のように、先端が細くなった噴霧キャピラリーを交換する場合には、噴霧キャピラリー先端を破損させないように細心の注意が必要という問題がある。特に、分離カラムが一体になったインターフェースの場合には、経済的な負担が拡大するため、この問題は深刻である。
また、図２に示すように、分離カラム１と噴霧キャピラリー２を金属性ユニオン３で結合する場合、噴霧キャピラリー２はユニオン３に固定することができる。しかし、この構成においては、デッドボリュームの発生が避け難いという問題がある。さらに、エレクトロスプレーイオン化法では、噴霧キャピラリー先端部の液体と質量分析計のイオン取り込み口との間に、高電圧を印加する。ところが、噴霧キャピラリー先端や質量分析計イオン取り込み口の微妙な汚れために、噴霧キャピラリー先端の位置や印加電圧を噴霧開始時に調整し、分析感度を最適化する必要がある。このような微調整には、高度なスキルが要求され、一般のユーザーには取り扱い難いという問題がある。
以上のような問題があるため、ナノLC／MSは重要視されるにも関わらず、一般のユーザーに広く普及し難い状況にあると考えられる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
図２に示した構成では、分離カラム１から溶出する分離液体が噴霧されるまでに、数秒から数分かかるため、分離カラムで分離された液体は拡散の影響を受けざるを得ない。また、ユニオン３や噴霧キャピラリー２におけるデッドボリュームが無視できなくなり、分離カラム１から溶出される分離サンプルが拡散の影響を受けてしまう。これらは、分離バンドの拡大、及び、検出感度の低減という問題に直結する。また、噴霧キャピラリー２の固定にあたっては、フィッティングやナットなどの固定化持具４で噴霧キャピラリー２を金属製ユニオン３に固定するため、噴霧キャピラリー２の長さを短くすることは困難で、通常５０ｍｍ程度以上の長さとせざるを得ない。さらに、金属製ユニオン３の中心部には穴部ができるが、加工工程の問題により穴部の長さが０．５ｍｍ程度以上必要とされる。噴霧キャピラリー２の長さが長くなる場合、また金属製ユニオン３の中心部の穴の長さが長すぎる場合にも、デッドボリュームが生じるという問題がある。
【０００８】
以上を踏まえた本発明の第一の目的は、噴霧キャピラリー先端が破損し難い構造のLC／MSインターフェースを提供することである。また、本発明の第二の目的は、分離バンドの拡大、及び、検出感度の低減を抑制した、高分離高感度分析可能なLC／MSインターフェースを提供することである。さらに、本発明の第三の目的は、一般のユーザーでも使用し易い、操作性の高いLC／MSインターフェースを提供することである。
【０００９】
上記の目的を達成するために、噴霧キャピラリーを支持する樹脂部材と、分離カラム（または中空キャピラリー）を支持するとともに分離カラム（または中空キャピラリー）と噴霧キャピラリーとを結合する穴の空いた金属性部材が用いられる。また、噴霧キャピラリーは長さを短く構成され、試料の主な流れ方向における上流側を樹脂部材によって固定される。また、操作性向上のためにガス噴霧を用いたスプレーイオン化法が用いられてもよい。
【００１０】
本発明による質量分析装置は、一例として、試料を輸送するポンプと、試料を輸送するための管と、管から輸送される試料が導入される噴霧管と、管を支持する金属性部材と、噴霧管を支持する樹脂部材と、噴霧管から噴霧されるイオンの質量分析を行う質量分析部と、質量分析部の分析結果を処理する情報処理部とを有し、樹脂部材は噴霧管の試料導入端の開口面を除いた外周面と密着し、かつ金属性部材と少なくとも一部を接して設置され、管の試料導出端は噴霧管の試料導入端の近傍に位置することを特徴とする。
【００１１】
本発明による質量分析装置の他の構成例では、試料を輸送するポンプと、試料を輸送するための管と、管から輸送される試料が導入される噴霧管と、管を支持する金属性部材と、金属性部材を収めるハウジングと、噴霧管を支持する樹脂部材と、噴霧管から噴霧されるイオンの質量分析を行う質量分析部と、質量分析部の分析結果を処理する情報処理部とを有し、管の試料導出端は噴霧管の試料導入端の近傍に位置し、ハウジングと樹脂部材とは、嵌合されていることを特徴とする。
【００１２】
本発明による質量分析装置の他の構成例では、試料を輸送するポンプと、試料を輸送するための管と、管から輸送される試料が導入される噴霧管と、管を支持する第１の支持部材と、噴霧管を支持する第２の支持部材と、噴霧管から噴霧されるイオンの質量分析を行う質量分析部と、質量分析部の分析結果を処理する情報処理部とを有し、第２の支持部材は第１の支持部材よりも硬度の低い素材で形成され、管の試料導出端は噴霧管の試料導入端の近傍に位置することを特徴とする。
【００１３】
本発明による質量分析用部材は、一例として、試料を輸送するための管と、管から輸送される試料が導入される噴霧管と管を支持する金属性部材と、噴霧管を支持する樹脂部材と、噴霧管の樹脂部材の外部へ突出する部分を内包するカバーとを有し、樹脂部材は噴霧管の試料導入端の開口面を除いた外周面と密着し、かつ金属性部材と少なくとも一部が接して設置され、管の試料導出端は噴霧管の試料導入端の近傍に位置することを特徴とする。
【００１４】
以上の構成をとることにより、分離カラム（または中空キャピラリー）および噴霧キャピラリーの周辺の構成におけるデッドボリュームを極力減少させることが出来る。また、デッドボリュームを減少させることにより、分離バンドをシャープ化しつつ、検出感度を高めることが出来る。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、噴霧キャピラリー先端が破損し難い構造のLC／MSインターフェース、及び、それを用いたＬＣ／ＭＳを提供することができる。
また、本発明によれば、分離バンドの拡大、及び、検出感度の低減を抑制した、高分離高感度分析可能なLC／MSインターフェース、及び、それを用いたＬＣ／ＭＳを提供することができる。
【００１６】
さらに、本発明によれば、一般のユーザーでも違和感なく使用できる、操作性の高いLC／MSインターフェース、及び、それを用いたＬＣ／ＭＳを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の一実施例におけるインターフェース部でのイオン源の断面図を、図１に示す。噴霧キャピラリー２の試料の主な流れ方向における上流側、すなわち試料導入端は、樹脂部材５に挿入されることにより固定される。図に示されるとおりに噴霧キャピラリー２は、樹脂部材５の内部の位置では、試料導入端の開口面を除いた外周面２２が樹脂部材５と密着している。噴霧キャピラリー２の先端部（７ｍｍ程度）はテーパーがあることが多く、外径が一定の部位（約３ｍｍ以上）で樹脂部材５に固定される。このように、噴霧キャピラリー２は樹脂部材５に挿入されることのみによって、固定される。噴霧キャピラリー２の全長は、樹脂部材５の試料の主な流れ方向における厚さは１ｍｍ程度以上とすること、及びデッドボリューム低減化等のためには噴霧キャピラリー長は短いほど好都合であることを考慮すると、１ｍｍ程度以上５０ｍｍ程度以下の範囲の値とすることが望ましい。また、噴霧キャピラリー２の樹脂部材５外部に位置する突出部の長さは、噴霧キャピラリー２が試料の主な流れ方向における下流側の先端ぎりぎりまで樹脂部材５で固定される場合、及び樹脂部材５の試料の主な流れ方向における厚さは１ｍｍ程度以上とすることを考慮すると、０．１ｍｍ程度以上５０ｍｍ程度以下の範囲の値となる。
【００１８】
固定精度向上のためには、樹脂部材５に弾力性があり化学的に安定な材質の樹脂を用いることが好ましい。具体的には、テフロン（登録商標）（ポリテトラフルオロエチレン）やＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）や、これらと同様の性質を有する材質のものを用いることが好ましい。樹脂部材は、少なくとも後述の金属製部材よりも硬度の低い素材からなるという特徴を備えている。また、試料の主な流れ方向における厚さについては、１ｍｍ程度以上で任意の厚さとすることができるが、強度等を考慮した場合には２ｍｍ程度から８ｍｍ程度とすると都合がよい。
【００１９】
一方、分離カラム１の試料の主な流れ方向における下流側、すなわち試料導出端の末端は、金属製部材６にフィッティングなどの固定化持具４で固定される。分離カラムは外径３６０μｍ程度の石英キャピラリーを用いて製作されることがあり、このように径が細い場合には直接フィッティングなどの固定化持具４で固定しにくいことがある。その場合には、PEEKなどを材料とした樹脂製のスリーブ８に少なくとも一部を収めた上で、固定化持具４で固定すると便利である。樹脂部材５は金属性部材６にネジ１２などの固定持具で固定される。
【００２０】
噴霧キャピラリーを支持する樹脂部材と、分離カラムを支持する金属性部材は、そのつなぎ目(嵌め込み部２５)でデッドボリュームの発生及び試料漏れを回避することが重要である。従って、各々における試料流通路、すなわち噴霧キャピラリーと分離カラムの断面をなるべく一致させ、各々の試料流通路が実質的に１の直線上に配置されることが必要である。両部材各々の接する部分を、試料の主な流れ方向における両部材の中心軸に対して対称な形態となるよう加工しておくと、固定の際に両部材の中心軸を実質的に一致させることができる。各々の試料流通路を各々の部材の当該中心軸に実質的に位置するようにしておけば、試料流通路間の連結性を高めることができ、つなぎ目における試料のもれを防止することができる。そのため、樹脂部材５と金属性部材６とは、はめ込み可能なように、精度よく加工される必要がある。
【００２１】
そして、金属製部材６には直径０．１８ｍｍ程度の穴(開口部)７が空いており、分離カラム１から流出する溶出液は、穴７を通り、樹脂部材５に固定された噴霧キャピラリー２に導入される。ここで穴７（開口部）の内径は、分離カラムの試料導出端の外径より小さく構成されてもよく、その場合には、分離カラムと穴との間における試料のもれを効果的に防止することができる。図２に示されるような従来のユニオンでは穴７に対応する穴７’の長さは０．５ｍｍ程度である。しかし本構成によれば、樹脂部材５と金属性部材６とのはめ込みという構造上の加工が容易であるため、穴７の試料の主な流れ方向における長さは、０．１ｍｍ程度の短さにすることが可能である。金属加工の加工下限が０．０１ｍｍ程度のオーダーであることを考慮すると、この長さは０．０１ｍｍ程度以上０．５ｍｍ程度以下の範囲とすることができる。質量分析計のイオン取り込み口と金属性部材６との間に１．２ｋV程度の高電圧を印加(図では金属性部材６に繋がる２１の位置で高電圧を印加)することにより、噴霧キャピラリー２先端（内径８μｍ程度）からは気体状イオンが生成する（エレクトロスプレーイオン化法）。生成イオンは、質量分析計のイオン取り込み口から真空部に導入される。このような構成では、噴霧キャピラリー２の長さを１０ｍｍ（先端部の長さと樹脂部材で固定される部分の長さの和、ずなわち、７ｍｍ＋３ｍｍ）程度に短くすることができる。さらに、噴霧キャピラリーの先端部のテーパー部分を樹脂部材で固定させるべく、樹脂部材５の噴霧キャピラリー２が挿入される穴にテーパーをかけることにより、長さ３ｍｍ程度の噴霧キャピラリー２を使用することも可能となる。穴７を短くすること、及び/または噴霧キャピラリー２を短くすることにより、金属製部材６の穴７や噴霧キャピラリー２の合計デッドボリュームは、図２の例に比較して数倍低減することができる。このことは、分離カラムから溶出する溶出液の希釈が抑制されることを示し、高感度分析が可能になることを意味する。
【００２２】
例えば、本構成を用いて得る質量分析クロマトグラムでは図９の実線で示すような分離バンドが得られるが、図２で示すようなデッドボリュームが無視できない構成を用いて得るクロマトグラムでは、同じイオンを検出する場合であっても、点線で示されるような分離バンドが得られる。点線で示す分離バンドは、イオン強度（ピーク強度）が低い他、バンド幅が拡大し、テーリングも発生している。デッドボリューム（死体積）が大きいと、液体流れの断面が実質低に拡大し、分離バンドの幅が広がる。その結果、濃縮されたバンド状のサンプルが希釈される。また、カラム１の代わりに、中空の石英キャピラリーを用いることにより、一定濃度の試料溶液を一定流量でイオン源に導入し分析するインフュージョン分析も容易に実施することができる。この場合には、中空の石英キャピラリーの、試料の主な流れ方向における下流側、すなわち試料導出端が、金属性部材６に挿入されることにより固定されることとなる。
【００２３】
さらに、本発明の別の実施例におけるインターフェース部でのイオン源の断面図を、図３に示す。噴霧キャピラリー２を支持する樹脂部材５および分離カラム１を支持する金属性部材６の基本的構造は図２に示す実施例と同一だが、ハウジング９、押え板１１、および後部ネジ１２’を更に用いる。穴７がある金属製部材６は、ハウジング９にはめ込まれ、後部から押さえ板１１、及び後部ネジ１２’により、樹脂部材５側に押し付けられる。また、ネジ１２によって樹脂部材５は金属性部材６もしくはハンジング９に固定され、金属性部材６及びハンジング９の側へ押し付けられる。金属製部材６に比較して樹脂部材５が柔らかいため、樹脂部材５と金属製部材６とを押し付けることにより両者は密着し、液体リークの発生を防止することができる。なお、図３のように樹脂部材５の嵌め込み部の凹凸の各々、即ち形態に対応するようにハウジングと金属性部材の形態を構成してもよい。図３では、樹脂部材５の嵌め込み部の凹部２３は金属性部材６の少なくとも一部に接している。一方、樹脂部材５の嵌め込み部の凸部２４はハウジング９の少なくとも一部に接している。この場合には、樹脂部材が押付けによって変形しても、高い密着性を保ち、試料リークを防止することができる。本実施例でも、イオン化法はエレクトロスプレーイオン化法を前提としている。金属製部材６と接触するハウジング９を金属製にすると、エレクトロスプレーに必要な電圧印加の電極はハウジング９に設置できる。さらに、樹脂部材５が誘電体である場合には、イオンなどの付着により帯電し、イオン生成に影響を与えることがある。キャピラリー２の周囲の樹脂部材５などには、金属製カバー１０をその少なくとも一部が樹脂部材５に接するようにかつ噴霧キャピラリーの試料導出端の近傍に位置するように用いることにより、帯電を防止することが望ましい。なお、金属製カバー１０は他の実施例においても利用することができる。本実施例においては、金属性部材と樹脂部材との密着性を高めることによって試料リークが防止できるので、質量分析クロマトグラフにおいて図９と同様、もしくはそれ以上の高いイオン強度を得ることが出来る。
【００２４】
図３に示す実施例では、イオン化法としてエレクトロスプレーイオン化法を採用した。しかし、ガス噴霧を併用したイオン化法を採用すると、操作性が格段に向上する。図５に、ガス噴霧を併用したイオン化法を採用したインターフェース部でのイオン源の断面図を示す。基本的な構造は図３に示すイオン源と似ているが、ガス導入口１３より窒素ガスなどの不活性ガスが導入され、金属製オリフィス１４から外部へ排出される。噴霧チップ２の先端は金属製オリフィス１４に挿入され、噴霧チップ２の先端に沿ってガスは外部に流れる。金属製オリフィス１４は噴霧チップと同軸であることが望ましく、樹脂部材５にはめ込まれる構造となっている。ここで、金属製部材６と接触する金属製ハウジング９を金属製に電極を設置し、金属製ハウジング９を接地電位に、金属製オリフィス１４に−０．８ｋV程度の電圧を印加することにより、正イオンを生成することができる。このようなイオン化法を採用したイオン源では、液体流量が２０ナノＬ／分に設定した場合でも噴霧チップ２の先端が内径を１５μｍ程度のものを用いることができる。このことは、ガス噴霧を併用しないイオン化法の場合と比較して、噴霧キャピラリー２先端のサイズを大きくすることができることを意味する。その結果、不揮発成分の析出による噴霧キャピラリー２先端の目詰まりが抑制されるほか、噴霧キャピラリー２先端の強度も向上する。このような構造のイオン源では、イオン生成効率はガス噴霧を併用しない場合と比べて数倍程度向上する。さらに、噴霧キャピラリー先端や質量分析計イオン取り込み口の微妙な汚れの影響を受け難く、噴霧キャピラリー先端の位置や印加電圧を噴霧開始時に調整し、分析感度を最適化する必要ない。そのため、このようなイオン源を用いたインターフェースは自動化システムに好適であり、一般のユーザーにとり、取り扱い易いという特徴を有する。
ガス噴霧を併用したエレクトロスプレーイオン化法を適用する場合には、金属製ハウジング９、及び、金属製オリフィス１４を同電位にし、質量分析計イオン取り込み口１５との間に電圧を印加する。噴霧キャピラリー２先端のサイズが微小化するため、質量分析計入り口と金属製ハウジング９、及び、金属製オリフィス１４に印加される電圧は低減し、１．２ｋV程度の電圧を印加することにより、イオン生成することができる。
【００２５】
図８に、本発明の一実施例に基づく典型的な液体クロマトグラフ／質量分析装置（LC／MS）のブロック図を示す。オートサンプラー（またはインジェクター）より導入されるサンプルは、分離カラムに吸着される。ポンプシステムより一定の流量で移動相が分離カラムに導入されるが、グラジエントがかけられるようになっており、移動相の組成は時間的に変化する。そして、移動相の組成が特定の値に到達すると、分離カラムに吸着されていた物質は、平衡条件が急激に変化するため移動相へ遊離され、バンド状態（濃縮された状態）で噴霧キャピラリー２の先端に導入される。噴霧キャピラリー２の先端から気体状イオンに変換されたサンプルは、質量分析計で分析され、その出力は情報処理部で解析される。本発明では、分離カラムはインターフェースでイオン源と統合されている。また、情報処理部では、ポンプシステム部や分離カラム／イオン源統合インターフェース部、質量分析部と情報の通信をすることが可能である。
【００２６】
図４に、本発明の一実施例に基づくインターフェースの断面図を示す。エレクトロスプレーイオン化法では、最高のイオン検出感度が必要な場合には、イオン取り込み口１５に対して、噴霧キャピラリー２末端の位置や印加電圧の微調整が必要である。カラムを交換する場合には、分離カラム１だけを差し替えるだけであり、噴霧キャピラリー２先端を破損する可能性は非常に低い。  
図６に、本発明の一実施例に基づくインターフェースの断面図を示す。ガス噴霧を用いたイオン化法では、質量分析計のイオン取り込み口１５に対して、イオン源位置の微調整が原則不要であり、イオン源を質量分析計に固定されたテーブル１６に固定することができる。典型的な設定では、イオン取り込み口１５の中心線上に、噴霧キャピラリー２の中心軸を一致させ、これらの間隔を２ｃｍ程度にする。このことによる操作性の向上は、ユーザーへの負担を著しく低減することができる。カラムを交換する場合にも、分離カラム１だけを差し替えるだけであり、噴霧キャピラリー２先端を破損する可能性は非常に低い。また、分離カラム１の試料の主な流れ方向における上流側はポンプシステムに結合された中空キャピラリー１８とユニオン３により結合される。中空キャピラリーは、ポンプからカラムまで液体を送る機能を有する。特に分離カラム１の長さが５０ｍｍ程度と短い場合、ユニオン３をテーブル１６に対して支持する指示具１９があると便利である。分離カラム１はユニオン３に固定してからイオン源に固定することもあるため、支持具１９はテーブル１６の上を容易に移動させることができる。また、インフュージョン分析には、分離カラム１の代わりに、中空のキャピラリーを導入し、シリンジポンプなどによりサンプル液体を導入すればよい。インターフェース部は、外部からの風の影響や埃の混入の影響を避けるために、カバー１７を設けて外部空気と遮断することが望ましい。
イオン源の先端には、噴霧キャピラリー２が多少なりとも突出するため、イオン源の移動には注意が必要である。そこで、図７に示すように、保護具２０を用意しておきイオン源先端に装着すると、イオン源の移動の際にキャピラリー２先端を破損する心配がなくなり、便利である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施例におけるインターフェース部でのイオン源の断面図。
【図２】噴霧キャピラリーと分離カラムを分け、金属製ユニオンで結合させるインターフェース部でのイオン源の断面図。
【図３】本発明の別の実施例におけるインターフェース部でのイオン源の断面図。
【図４】本発明の一実施例に基づくインターフェース部でのイオン源とイオン取り込み口との断面図。
【図５】ガス噴霧を併用したイオン化法を採用したインターフェース部でのイオン源の断面図。
【図６】本発明の一実施例に基づくインターフェースでのイオン源の断面図。
【図７】本発明の一実施例における保持具を用いたインターフェース部の断面図。
【図８】本発明の一実施例に基づく典型的な液体クロマトグラフ／質量分析装置（LC／MS）のブロック図。
【図９】本発明の一実施例における質量分析クロマトグラム図。
【符号の説明】
【００２８】
１：分離カラム、２：噴霧キャピラリー、３：ユニオン、４：固定化持具、５：樹脂部材、６：金属製部材、７：穴、８：スリーブ、９：ハウジング、１０：カバー、１１：押さえ板１１、１２：ネジ、１３：ガス導入口１３、１４：金属製オリフィス、１５：イオン取り込み口、１６：テーブル、１７：カバー、１８：中空のキャピラリー、１９指示具、２０：保護具、２１：電圧印加部、２２：噴霧キャピラリーの外周面、２３：樹脂部材の嵌め込み部の凹部、２４：樹脂部材の嵌め込み部の凸部、２５：嵌め込み部。
【図１】
2005135781.tif 000003
【図２】
2005135781.tif 000004
【図３】
2005135781.tif 000005
【図４】
2005135781.tif 000006
【図５】
2005135781.tif 000007
【図６】
2005135781.tif 000008
【図７】
2005135781.tif 000009
【図８】
2005135781.tif 000010
【図９】
2005135781.tif 000011